CC BY
18
Оригинальная статья / Original article УДК 621.512
DOI: http://dx.d0i.0rg/l 0.21285/1814-3520-2020-1 -52-63
Повышение твердости поверхностного слоя малоуглеродистой стали за счет плазменной обработки модифицирующей обмазки
© Нгуен Ван Чьеу
Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, Россия
Резюме: Цель - провести исследования по оценке возможности повышения твердости поверхностного слоя стали марки Ст3 при плазменном нагреве нанесенной поверхностной обмазки, содержащей порошковый сплав ПР -Н80Х13С2Р. Методы исследования заключались в измерении макротвердости на стационарном приборе HBRV-187,5. Измерение микротвердости на приборе DuraScan G5 проводилось с системой автоматического считывания отпечатков. Теоретические методы заключались в анализе химического состава обмазок, в результате которого они были разделены на 2 группы: для печной химико-термической обработки и плазменного поверхностного оплавления. Расчетные методы включали статистическую обработку результатов экспериментов и построения зависимостей. Глубина модифицирующего слоя (в зависимости от способа обработки) при химико-термической обработке - 1 мм, плазменном оплавлении - 2 мм. Результаты измерения макротвердости поверхности показали, что полученное покрытие из смеси nP-H80X13C2P+Cr2O3+NH4Cl обладает более равномерным распределением высокой твердости поверхности (31-64 HRC (метод Роквелла - метод неразрушающей проверки твердости материалов)); при использовании в качестве покрытия только сплава ПР-Н80Х13С2Р твердость поверхности изменяется в большом диапазоне (15-60 HRC). Исследования микротвердости поперечного сечения поверхностного слоя показали, что диффузионная область из смеси порошка ПР-Н80Х13С2Р+Cr2O3+NH4Cl обладает равномерной твердостью (450-490 HV); при нанесении сплава ПР-Н80Х13С2Р - твердость увеличивается в глубине оплавленной области (от 300 до 600 HV) и резко снижается в зоне термического влияния (210-170 HV). Использование порошкового сплава ПР-Н80Х13С2Р как основного компонента в составе обмазки, нанесенной на поверхности Ст3 при плазменной обработке, приводит к образованию модифицированного поверхностного слоя с высокой твердостью.
Ключевые слова: хромоникелирование, химико-термическая обработка, плазменный нагрев, паста, макротвердость, микротвердость
Информация о статье: Дата поступления 18 ноября 2019 г.; дата принятия к печати 24 декабря 2019 г.; дата онлайн-размещения 28 февраля 2020 г.
Для цитирования: Нгуен Ван Чьеу. Повышение твердости поверхностного слоя малоуглеродистой стали за счет плазменной обработки модифицирующей обмазки. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2020. Т. 24. № 1. С. 52-63. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-1-52-63
Improving low-carbon steel surface layer hardness through modifying coating plasma treatment
Nguyen Van Trieu
Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia
Abstract: The purpose of the paper is to conduct research to assess the possibility of increasing the St 3 steel surface layer hardness under plasma heating of surface coating containing PR-N80H13S2R powder alloy. Research methods involve measuring macrohardness using a stationary device HBRV-187,5. Microhardness is measured using the DuraScan G5 device with an automatic fingerprint reading system. The theoretical methods include the analysis of chemical composition of coatings. As a result coatings are divided into 2 groups: for furnace chemical-heat treatment and plasma surface reflow. Calculation methods include statistical processing of experiment results and building dependencies. The depth of the modifying layer (depending on the processing method) is 1 mm under chemical and thermal treatment, and 2 mm under plasma reflow. Measurement results of surface macrohardness have shown that the resulting coating from PR-N80H13S2R+Cr2O3+NH4Cl mixture features a more uniform distribution of high surface hardness (31 -64 HRC according to the Rockwell method of non-destructive testing of material hardness), if the coating consists from PR-N80H13S2R alloy only the surface hardness varies in a larger range (15-60 HRC). The studies of the surface layer cross-section microhardness have shown that the diffusion region made of PR-N80H13S2R+Cr2O3+NH4Cl powder mix-
ture features a uniform hardness (450-490 HV). Coating of the PR-N80H13S2R alloy increases hardness in the depth of the melted area (from 300 to 600 HV) and decreases it sharply in the zone of thermal influence (210-170 HV). The use of the powder alloy PR-N80H13S2R as the main component of coating applied to the steel 3 surface under plasma treatment results in the formation of a modified surface layer of high hardness.
Keywords: chrome nickel plating, chemical-thermal treatment, plasma heating, paste, macrohardness, microhardness
Information about the article: Received November 18, 2019; accepted for publication December 24, 2019; available online February 28, 2020.
For citation: Nguyen Van Trieu. Improving low-carbon steel surface layer hardness through modifying coating plasma treatment. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2020;24(1):52-63. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-1-52-63
1. ВВЕДЕНИЕ
Повышение твердости малоуглеродистых сталей изготавливающихся деталей машин является актуальной задачей, т.к. позволяет решить два важных вопроса: снизить стоимость изготовления и увеличить износостойкость. Для этих целей применяют различные технологические процессы, которые связаны либо с термомеханическим воздействием на поверхностный слой металла, либо с модификацией поверхностного слоя за счет введения дополнительных элементов. В машиностроении важна проблема повышения физико-механических и эксплуатационных свойств в поверхностных слоях таких деталей, как калибры, инструмент, сверла, цилиндры двигателей внутреннего сгорания и т.д. В настоящее время указанные задачи во многих случаях решаются путем нанесения упрочняющих покрытий. Для проведения модифицирующей обработки с целью повышения твердости в виде нанесения покрытий, паст, обмазок сегодня могут использовать порошковые сплавы, которые обеспечивают высокую коррозионную стойкость, твердость, износостойкость [1-4]. Порошковые сплавы на основе никеля применяют для повышения коррозионной стойкости углеродистых и низколегированных сталей [5, 6].
В работах [7, 8] показана возможность получения защитного покрытия при диффузионном хромоникелировании с помощью химико-термической обработки (ХТО) для порошкового материала на основе железа. В работах [9—11 ] показано, что получение покрытия при оплавлении порошковых сплавов системы Ni-Cr-B-Si
ISSN 1814-3520
возможно при применении высококонцентрированных источников, таких, как токи высокой частоты (ТВЧ), плазменное напыление [3], лазерный луч [12], плазменная обработка [1, 13, 14]. Плазменная обработка металлов происходит благодаря обеспечению высокой плотности мощности энергии, быстрому теплоотводу, короткой длительности нагрева, простым устройствам. Использование плазменной дуги может привести к формированию качественного покрытия [15, 16]. В работах [17, 18] рассмотрены результаты хромирования и цементации поверхностного слоя металла, отмечается высокая твердость поверхностного слоя, а также возможность получения высокой твердости диффузионного хромированного покрытия при нанесении смеси хромирующего состава в виде паст, под нагревом плазменной дуги [17]. Получаемые твердые покрытия обладают высоким коррозионным сопротивлением в атмосфере, растворах нескольких кислот, многих солей [2, 9-11, 19], но хромированные покрытия отличаются большой пористостью, склонны к растрескиванию. Поэтому при использовании хрома в составе защитного покрытия приветствуется его сочетание с другими металлами, например, с никелем [9, 10]. При применении сплава никеля присутствие хрома увеличивает твердость покрытия за счет образования твердых карбидов с улучшенной стойкостью к окислению и коррозии при повышенных температурах [20-23].
2. ЦЕЛЬ ДАННОЙ РАБОТЫ
Целью исследования явилась оценка возможности повышения твердости по-
53
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(1):52-63 PROCEEDINGS OF IRKUTSK STATE TECHNICAL UNIVERSITY 2020;24(1):52-63
верхностного слоя образца стали марки Ст3 при использовании порошка ПР-Н80Х13С2Р в процессе обработки с помощью плазменной дуги (ПР - порошок); в статье приводятся результаты исследований распределения макротвердости и микротвердости поперечного сечения хромированного слоя металла.
3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Образцы после плазменной обработки разрезали на автоматическом отрезном станке Полилаб Р100А, а затем использовали пресс Полилаб С50А. Для полировки поверхности микрошлифов задействовали шлифовально-полировальный станок Полилаб П12М. Перед изучением микроструктуры образцы травили в 5% азотной кислоте. Микроструктура наблюдалась с помощью оптического микроскопа МЕТ-2. Макротвердость измеряли на приборе HBRV-187,5, а микротвердость -твердомерами серии DuraScan G5. Для подготовки пасты использованы порошки: сплав ПР-Н80Х13С2Р, оксид алюминия ^^ (ГОСТ 8136-851), оксид хрома (Cr2O3, ГОСТ 2912-792), хлорид аммония ^Щ^, ГОСТ 2210-733, ГОСТ 3773-724).
Для нанесения покрытия и проведения обработки была выбрана Ст3. Химический состав сплава ПР-Н80Х13С2Р приведен в табл. 1.
Подготовка пасты: порошок с мелкозернистой формой смешивали вместе, образуя ровную смесь. Пасты были изготовлены при перемешивании смеси порошков в силикатном клее с объемным отношением 1:1. Полученную пасту наносили на поверхность стали с толщиной около 1 мм.
Сушка покрытых пастой образцов проводилась в сушильном шкафу СШ-80-1 СПУ при температуре 50°С в течение 1 ч.
Нагрев образцов под плазменной дугой: плазменный нагрев выполнялся на установке, которая включает источник питания Kempi PSS5000, встроенный осциллятор для поджига дуги, пульт дистанционного управления, цифровой анализатор (для снятия значений силы тока и напряжения), систему охлаждения, баллонную установку с плазмообразующими газами (аргоном, углекислым газом), плазмотрон и штатив. Штатив оснащен зажимными устройствами, которые позволяют закреплять плазмотрон и менять высоту дугового промежутка. Также установка состоит из механизма перемещения с линейной скоростью от 2 до 15 мм/с.
Химический состав сплава ПР-Н80Х13С2Р
Chemical composition of PR-N80H13S2R alloy
Таблица 1 Table 1
Наименование элементов C Si Cr B Ni Fe HRC*
Содержание, % масс. 0,2-0,4 2,0-2,8 12-14 1,2-1,8 остаток < 3 25-35
*HRC - «Метод Роквелла» - метод неразрушающей проверки твердости материалов.
ГОСТ 8136-85. Оксид алюминия активный. Технические условия. Введ. постановлением № 2422 от 29.07.85, изм. 01.07.1986. М.: Изд-во стандартов, 2004.
2ГОСТ 2912-79. Хрома окись техническая. Технические условия. Введ. постановлением № 291 от 29.01.79. М.: Изд-во стандартов, 1989.
3ГОСТ 2210-73. Аммоний хлористый технический. Технические условия. Введ. постановлением № 2966 от 23.08.84. М.: Изд-во стандартов, 1989.
4ГОСТ 3773-72. Аммоний хлористый. Технические условия. Введ. постановлением № 861 от 27.04.72. М.: Стан-дартинформ, 2007.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Все обработанные образцы были разделены на 2 группы: первая - только порошковая смесь ПР-Н80Х13С2Р (№ 1-3); вторая включает образцы, состоящие из
ПР-Н80Х13С2Р, СГ2О3, А12О3 и N4401 (№ 49). При изучении микроструктуры установлено формирование покрытия на поверхности стали. Результаты исследования поверхностного слоя представлены в табл. 2.
Образцы покрытия из состава порошка ПР-Н80Х13С2Р Samples of coatings composed of PR-N80H13S2R powder
Таблица 2 Table 2
№ образца
1
Состав пасты
ПР
(тонкий слой пасты)
Макроструктура
Глубина, мм
1,1
Примечание
Наличие микротрещин
ПР
(тонкий слой пасты)
0,7
ПР
(толстый слой пасты)
0,3
Неровная поверхность
ПР: 49% AI2O3: 50% NH4CI: 1%
Неровная поверхность
ПР: 50% AI2O3: 45% NH4CI: 5%
Пузыри внутри диффузионной зоны
ПР: 50% AI2O3: 40% NH4CI: 10%
Пузыри внутри диффузионной зоны
ПР: 89% СГ2О3: 10% NH4CI: 1%
ПР: 89% C2O3: 10%
ПР: 95% NH4CI: 5%
Равномерное покрытие Пузыри в крае насыщенной зоны
0,6
Пузыри внутри диффузионной зоны
2
3
4
3
5
2
6
2
7
2
8
9
2
Покрытия из состава порошка ПР-Н80Х13С2Р образованы в результате поверхностного оплавления порошка и металла. Обработанный образец 1 получен после быстрого, а остальные - после медленного охлаждения. Все образцы были покрыты пастой толщиной не больше 1 мм.
Из табл. 2 видно, что в процессе плазменного нагрева образуется большая сварочная ванна. Поверхностный слой металла после охлаждения неравномерен по глубине. При оплавлении тонкого слоя пасты поверхностный слой более равномерен, с максимальной глубиной около 1 мм, а при оплавлении толстого - 0,3 мм. На поверхности образца № 3 покрытие только оплавлялось, а не насыщалась. В то же время видна большая зона термического влияния. При быстром охлаждении образца № 1 возникает трещина из-за усадки. Поверхности обработанных образцов с тонким слоем обмазки более ровные, чем с толстым (т.к. встречаются нерасплавленные частицы). Такая неровность расплавления объясняется ограничением теплопередачи во внутренних подслоях при увеличении толщины обмазки в режиме нагрева плазмой. Вследствие этого значения макротвердости на поверхности тонкого покрытия находятся в диапазоне 9-14 HRC, толстого покрытия -30-60 HRC. Зная, что сплавы феррохром, силикохром, нихром могут быть поставщиками хрома [9-11], можно внести дополнительные изменения в сплав ПР-Н80Х13С2Р при хромировании. В составах образцов под № 4-6 использовали оксид алюминия (Al2O3) как балластную добавку, хлорид аммония ^Н4С1) как активатор процессов восстановления и насыщения. В составе
образцов под № 7, 8 вводили оксид хрома ^^ в роли поставщика хрома. Известно, что состав порошка ПР-Н80Х13С2Р (как поставщика хрома) можно дополнительно увеличить содержанием данного элемента за счет реакции его восстановления из Cr2O3 благодаря наличию восстановительного элемента - кремния ф). Присутствие бора в сплаве будет активировать диффузию никеля в поверхностный слой стали.
Все покрытия из второй группы, содержащие хлорид аммония в составах, образуют поверхностные слои с глубиной 2-3 мм (темные зоны) и большую зону термического влияния. Это показывает, что присутствие хлорида аммония сильно влияет на процесс образования диффузионных зон легированного и термического влияния. Полученные слои обладают высокой твердостью и имеют некоторые недостатки: неровную поверхность, возникновение пор и трещин. Исследование микроструктуры покрытия образцов показало изменения фазового состава феррита и ледебурита, а изменений в легированной зоне не наблюдается (рис. 1). Структура мартенсита формируется, когда в составе покрытия есть NН4С1 (образцы 7, 9), а отсутствие хлорида аммония приводит к образованию цементированного слоя (образец 8).
Очевидно, что присутствие хлорида аммония в составах пасты приводит к образованию объема пор (к увеличению их размеров) оплавленного поверхностного слоя (образец 9). Более качественными (без пор и трещин) являются покрытия из составов 2, 7. Это может объясняться тем, что в процессе ХТО происходят взаимодействие между компонентами покрытия,
Рис. 1. Микроструктура образованных зон после плазменной обработки Fig. 1. Microstructure of zones formed after plasma treatment
диффузионные реакции с образованием газов в процессе легирования стали, т.к. хлорид аммония играет роль активатора химических процессов:
NH4CI ^ NH3 + HCl;
NH3 ^ N + З/2Н2;
Cr + 2HCl 5 CrCl2 + H2.
Исследование микроструктуры поперечного сечения образца 2 показало, что по глубине от поверхности можно выделить три области: область оплавленного материала (зоны A, B, C), теплового воздействия (зона D), основной стали (зона E)
(рис. 2). По ширине покрытия двух областей: 1-я как основная, с максимальной глубиной 0,7 мм; 2-я как крайняя, с глубиной около 0,2 мм. Область 2 отличается тем, что на микроструктуре видны различные зоны. Макротвердости поверхности измерили на приборе HBRV-187,5 с расстоянием точек друг от друга 1-3 мм. Макротвердость поверхности покрытия - в диапазоне 15-44 ИКС, а среднее значение непокрытой зоны составляет около 8 ИКС (рис. 3). Скачок макротвердости точки 2 и 10 может быть связан с неоднородной диффузией, вследствие этого образованы различные структурные фазы, в точках 2, 10 есть более жесткие их аналоги.
Рис. 2. Образованные зоны образца 7 после обработки плазмой Fig. 2. Formed zones of sample 7 after plasma treatment
Рис. 3. Изменение макротвердости поверхности обработанного образца 2 — - среднее значение макротвердости непокрытой зоны поверхности стали 3 Fig. 3. Macrohardness variation on the surface of the treated sample 2 ——. - average value of steel 3 bare surface macrohardness
Измерение микротвердости показало, что значение данного показателя увеличивается по глубине от поверхности вовнутрь зоны оплавления сплава. В переходной зоне на глубине 600 мкм микротвердость снижается и имеет значение твердости основного металла (см. рис. 4, 5). Очевидно, что в оплавленной зоне произошло легирование хромом, а в зоне термического влияния - структурные изменения без диффузии элементов металлов в глубокие слои стали, оплавленный слой сплава поглощает энергию и мешает теп-
лопередаче в глубине. Результаты измерения микротвердости показали, что ширина зоны термического влияния небольшая. В крайних областях пятна нагрева видны два подслоя в виде пятен. Микротвердость под нагрузкой 0,5 кг верхнего подслоя составляет 149 HV, а нижнего - 594 HV.
Образец 7 имеет самую высокую твердость на поверхности. Зоны покрытия можно разделить на две: одну - с глубиной около 2 мм (зона 1), другую - около 10 мкм (зона 2) (рис. 6).
a b c
Рис. 4. Точки измерения микротвердости образца 2: a - область оплавленного материала и зона теплового воздействия, нагрузка - 2 кг; b - зона теплового воздействия и зона основной стали, нагрузка - 2 кг; c - подслои крайней зоны покрытия, нагрузка - 0,5 кг Fig. 4. Microhardness measuring points of the sample 2: a - area of melted material and heat affected zone, load
- 2 kg; b - heat affected zone and area of the main steel, load - 2 kg; c - sublayers of the extreme coverage area, load - 0.5 kg
700
CM > 600
I
.0 500
т с
о d 400
р
е
в 300
то
р m 200
и
5
100
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
Глубина от поверхности, рм
Рис. 5. Распределение микротвердости по глубине образца при дистанции от поверхности Fig. 5. Microhardness distribution over the sample depth at the distance from the surface
Рис. 6. Зоны покрытия образца 7 Fig. 6. Coating areas of sample 7
Хотя глубины двух зон значительно разнятся, твердость поверхности их не особенно отличается. Макротвердости поверхности измерили на приборе HBRV-187,5 с расстоянием точек друг от друга 13 мм. Среднее значение макротвердости зоны 2 составляет 36 ИКС, а твердость зоны 1 находится в диапазоне 31-64 ИКС с расстоянием измеренных точек друг от друга по длине образца около 5 мм, по ширине 2-3 мм (по маркерам) (см. рис. 7). Повы-
шенная твердость зоны 2 имеется благодаря образованию тонкого, легированного хромом, слоя.
Приведенные результаты на рис. 8, 9 показывают, что твердость по глубине легированного слоя равномерна и составляет 445-490 ИУ. В переходной зоне твердость снижается в среднем на 100 ИУ, в диапазоне 340-400 ИУ. В зонах основного металла стали твердость состоит 260-270 ИУ.
Рис. 7. Изменение макротвердости поверхности обработанного образца 7 — - среднее значение макротвердости зоны 2 поверхности стали 3 Fig. 7. Macrohardness variation on the surface of the treated sample 7 — - average value of macrohardness of zone 2 of steel 3 surface
b
Рис. 8. Точки измерения микротвердости образца 7 при нагрузке 2 кг: a - область диффузионной зоны; b - область диффузионной и переходной зон; c - переходная зона и зона основной стали Fig. 8. Microhardness measuring points of sample 7 under the load of 2 kg: a - diffusion zone area; b - area of diffusion and transition zones; c - transition zone and zone of main steel
a
c
600
> M 500
■a т 400
с
о
ч р 300
е
в
т
о 200
р
и
и S 100
0
0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400 4800 5200 Глубина от поверхности, цм
Рис. 9. Изменение микротвердости по глубине образца при дистанции от поверхности Fig. 9. Depth variation of microhardness at the distance from the sample surface
Наблюдаемые при микроскопическом исследовании карбиды и высокие значения твердости доказали, что условия термической обработки значительно влияют на глубину и механические свойства. По сравнению с покрытием № 2, это может объяснить глубокую диффузию в основную сталь легирующих элементов, таких как никель, хром и кремний.
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Использование порошкового сплава ПР-Н80Х13С2Р как основного компонента обмазки, нанесенной на поверхности Ст3 при плазменной обработке, приводит к образованию поверхностного модифицированного слоя с толщиной около 1-3 мм. Присутствие в составе покрытия NH4Cl приводит к образованию пор внутри слоя диффузии, а толстые слои пасты на поверхности металла не позволяют формировать качественные покрытия на поверхности стали.
2. Изучение твердости двух типов обмазок показало, что комплексные смеси ПР-Н80Х13С2Р+Cr2Oз+NH4Cl обладают более равномерной высокой твердостью на поверхности покрытия после плазменного
оплавления (31-64 HRC), а смесь только чистого ПР-Н80Х13С2Р дает значение твердости на поверхности в широком диапазоне (15-60 HRC).
3. Распределение микротвердости по глубине легированного слоя из комплексной смеси ПР-Н80Х13С2Р+Cr2Oз+NH4Cl обладает равномерной твердостью (450-490 HV), а из смеси только ПР-Н80Х13С2Р твердость увеличивается в глубину оплавленного области (от 300 до 600 HV), сильно снижается в зоне термического влияния (210-170 HV).
4. Практически доказана возможность образования ровного покрытия (оплавленного с высокой твердостью) из тонкого слоя нанесенной пасты, состоящей только из сплава ПР-Н80Х13С2Р. Осуществлена практическая реализация получения равномерного толстого поверхностного покрытия с высокой твердостью из тонкого слоя нанесенной пасты, содержащей сплав ПР-Н80Х13С2Р, оксид хрома, хлорида аммония. Дальнейшие исследования с данными компонентами позволят улучшить качество покрытия, а также изучить фазово-химический состав получаемого покрытия.
Библиографический список
1. Балановский А.Е. Плазменное поверхностное упрочнение металлов. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. 180 с.
2. Чудина О.В. Комбинированные методы поверхностного упрочнения сталей с применением лазерного нагрева. Теория и технология. М.: МАДИ (ГТУ),
2003. 248 с.
3. Liang-Yu Chen, Tian Xiang Xu, Sheng Lu, Ze-Xin Wang, Shujin Chen, Lai-Chang Zhang. Improved hardness and wear resistance of plasma sprayed nanostruc-tured NiCrBSi coating via short-time heat treatment // Surface and Coatings Technology. 2018. Vol. 350. P. 436-444. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat. 2018.07.037
4. Liang-Yu Chen, Haiyang Wang, Cuihua Zhao, Sheng Lu, Ze-Xin Wang, Jin Sha, et al. Automatic remelting and enhanced mechanical performance of a plasma sprayed NiCrBSi coating // Surface and Coatings Technology. 2019. Vol. 369. P. 31-43. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.04.052
5. Rachidi R., Kihel B.E., Delaunois F. Microstructure and mechanical characterization of NiCrBSi alloy and NiCrBSi-WC composite coatings produced by flame spraying // Materials Science and Engineering: B. 2019. Vol. 241. P. 13-21. https://doi.org/10.1016/ j.mseb.2019.02.002
6. Поут Д. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками / пер. с англ. М.: Машиностроение, 1987. 424 с.
7. Попова Н.В. Диффузионное хромоникелирование порошковых материалов на основе железа с применением обмазок и нагрева токами высокой частоты (ТВЧ) // Новые задачи технических наук и пути их решения: сборник статей Междунар. науч.-практ. конф. (г. Пермь, 10 ноября 2016 г.). Уфа: Аэтерна, 2016. С. 146-147.
8. Попова Н.В., Салмин Р.А., Чекалдин А.Н. Структура и свойства хромоникелевого покрытия на железоуглеродистых порошковых материалах // Инновационные технологии в науке нового времени: сб. статей Междунар. науч.-практ. конф. (г. Уфа, 1 февраля 2017 г.). Уфа: Аэтерна, 2017. Ч. 3. C. 89-91.
9. Попова Н.В. Основы управления рисками // Внедрение результатов инновационных разработок: проблемы и перспективы: сб. статей Междунар. науч.-практ. конф.: в 4 ч. (г. Екатеринбург, 18 ноября 2016 г.). Уфа: Омега сайнс, 2016. Ч. 3. С. 142-143.
10. Sousa J.M.S., Ratusznei F., Pereira M., Castro R.M., Curi E.I.M. Abrasion resistance of Ni-Cr-B-Si coating deposited by laser cladding process // Tribology International. 2020. Vol. 143. Р. 106002. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2019.106002
11. Литвинов А.П. Использование высококонцентрированных источников нагрева для модифицирования наплавленных слоев // Вюник Приазовського державного техшчного ушверситету. 2009. Bип. 19. С. 156-160. http://eir.pstu.edu/handle/ 123456789/341
12. Makarov A.V., Soboleva N.N., Malygina I.Yu., Kha-ranzhevskiy E.V. Improving the properties of a rapidly crystallized NiCrBSi laser clad coating by high-temperature processing // Journal of Crystal Growth. 2019. Vol. 525. Р. 125200. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2019.125200
13. Ling Tang, Jia-jie Kang, Peng-fei He, Shu-yu Ding, Shu-ying Chen, Ming Liu, et al. Effects of spraying con-
ditions on the microstructure and properties of NiCrBSi coatings prepared by internal rotating plasma spraying // Surface and Coatings Technology. 2019. Vol. 374. P. 625-633. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.06.056
14. Jiangwei Liu, Yan Wang, Hu Li, Costil S., Bolot R. Numerical and experimental analysis of thermal and mechanical behavior of NiCrBSi coatings during the plasma spray process // Journal of Materials Processing Technology. 2017. Vol. 249. P. 471-478. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2017.06.025
15. Гречнева М.В. Краткий анализ состояния технологий плазменного поверхностного упрочнения сталей и сплавов в РФ // International Conference on modern researches in science and technology: Conference Proceedings (Berlin, 31 January 2017). Berlin: Scientific public organization «Professional science», 2017. Р. 14-34.
16. Balanovskii A.E., Grechneva M.V., Vu Van Huy, Zhuravlev D.A. New plasma carburizing method // Earth and Environmental Science: IOP Conference Series. 2017. Vol. 87. Р. 092003. [Электронный ресурс]. URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/87/9/092003/pdf (25.09.2019). https://doi.org/ 10.1088/1755-1315/87/9/092003
17. Balanovskii A.E., Vu V. Plasma surface carburizing with graphite paste // Letters on Materials. 2017. Vol. 7. Issue 2. P. 175-179. https://doi.org/10.22226/2410-3535-2017-2-175-179
18. Balanovskii A.E., Van Huy V. Estimation of Wear Resistance of Plasma-Carburized Steel Surface in Conditions of Abrasive Wear // Journal of Friction and Wear. 2018. Vol. 39. No. 4. P. 311-318. https://doi.org/10.3103/S1068366618040025
19. Chang Long Li, Han Xue Zhao, Masanobu Matsu-mura. Corrosion properties of materials coated with Cr2O3/NiCr and with Cr2O3+NiCr functionally gradient materials // Materials and Corrosion. 2000. Vol. 51. P. 502-510. https://doi.org/10.1002/1521-4176(200007)51:7<502::AID-MACO502>3.0.CO;2-3
20. Ahmadkhaniha D., Mahboubi F. Effects of plasma nitriding on properties of electroless Ni-B coating // Surface Engineering. 2012. Vol. 28. Р. 195-198. https://doi.org/10.1179/1743294411Y. 0000000058
21. Ghasemi A., Pouranvari M. Intermetallic phase formation during brazing of a nickel alloy using a Ni-Cr-Si-Fe-B quinary filler alloy // Science and Technology of Welding and Joining. 2018. Vol. 23. P. 342-351. https://doi.org/10.1080/13621718.2018.1553280
22. Yong-xin Zhou, Jie Zhang, Zhi-guo Xing, Hai-dou Wang, Zhen-lin Lv. Microstructure and properties of NiCrBSi coating by plasma cladding on gray cast iron // Surface and Coatings Technology. 2019. Vol. 361. P. 270-279. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.12.055
23. Liang-Yu Chen, Haiyang Wang, Cuihua Zhao, Sheng Lu, Ze-Xin Wang, Jin Sha. Automatic remelting and enhanced mechanical performance of a plasma sprayed NiCrBSi coating // Surface and Coatings Technology. 2019. Vol. 369. P. 31-43. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.04.052
References
1. Balanovsky AE. Plasma surface hardening of metals. Irkutsk: Irkutsk State Technical University; 2006, 180 p. (In Russ.)
2. Chudina OV. Combined methods of surface hardening of steels using laser heating. Theory and technology. Moscow: Moscow Automobile and Road Construction State Technical University; 2003, 248 p. (In Russ.)
3. Liang-Yu Chen, Tian Xiang Xu, Sheng Lu, Ze-Xin Wang, Shujin Chen, Lai-Chang Zhang. Improved hardness and wear resistance of plasma sprayed nanostruc-tured NiCrBSi coating via short-time heat treatment. Surface and Coatings Technology. 2018;350:436-444. https://doi.org/10.10167j.surfcoat.2018.07.037
4. Liang-Yu Chen, Haiyang Wang, Cuihua Zhao, Sheng Lu, Ze-Xin Wang, Jin Sha, et al. Automatic remelting and enhanced mechanical performance of a plasma sprayed NiCrBSi coating. Surface and Coatings Technology. 2019;369:31-43. https://doi.org/10.1016/ j.surfcoat.2019.04.052
5. Rachidi R, Kihel BE, Delaunois F. Microstructure and mechanical characterization of NiCrBSi alloy and NiCrBSi-WC composite coatings produced by flame spraying. Materials Science and Engineering: B. 2019;241:13-21 https://doi.org/10.1016/j.mseb. 2019.02.002
6. Poate J.M. Surface Modification and Alloying by Laser, Ion and Electron Bmeams, 1987, 424 p. (Russ. ed.: Modificirovanie i legirovanie poverhnosti lazernymi, ionnymi i elektronnymi puchkami. Moscow, Mashi-nostroenie, 1987, 424 p.)
7. Popova NV. Diffusion chromonickeling of iron-based powder materials using coatings and heating with high-frequency currents (HFC). In: Novye zadachi tekhnich-eskih nauk i puti ih resheniya: sbornik statej Mezhdu-narodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii = New challenges of engineering sciences and ways to solve them: Collected articles of the International scientific and practical conference. 10 November 2016, Perm': Ufa: Aeterna; 2016, p. 146-147. (In Russ.)
8. Popova NV, Salmin RA, Chekaldin AN. Chromium-nickel coating structure and properties on iron-carbon powder materials. In: Innovacionnye tekhnologii v nauke novogo vremeni: sbornik statej Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii = Innovative technologies in modern science: Collected articles of the International scientific and practical conference. 1 February 2017, Ufa. Ufa: Aeterna; 2017, part 3, p. 89-91. (In Russ.)
9. Popova NV. Fundamentals of risk management. Vnedrenie rezu'tatov innovacionnyh razrabotok: prob-lemy i perspektivy: sbornik statej Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii = Implementation of innovative development results: Problems and Prospects: Collected articles of International scientific and practical conference. 18 November 2016, Ekaterinburg. Ufa: Omega science; 2016, part 3, p. 142-143. (In Russ.)
10. Sousa JMS, Ratusznei F, Pereira M, Castro RM,
Curi EIM. Abrasion resistance of Ni-Cr-B-Si coating deposited by laser cladding process. Tribology International. 2020; 143:106002. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2019.106002
11. Litvinov AP. Use of highly concentrated heat sources for deposited layer modification. Вюник При-азовського державного техшчного ушверситету= Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences. 2009;19: 156-160. http://eir.pstu.edu/handle/123456789/341
12. Makarov AV, Soboleva NN, Malygina lYu, Kha-ranzhevskiy EV. Improving the properties of a rapidly crystallized NiCrBSi laser clad coating by high-temperature processing. Journal of Crystal Growth. 2019;525:125200.
https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2019.125200
13. Ling Tang, Jia-jie Kang, Peng-fei He, Shu-yu Ding, Shu-ying Chen, Ming Liu, et al. Effects of spraying conditions on the microstructure and properties of NiCrBSi coatings prepared by internal rotating plasma spraying. Surface and Coatings Technology. 2019;374:625-633. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.06.056
14. Jiangwei Liu, Yan Wang, Hu Li, Costil S, Bolot R. Numerical and experimental analysis of thermal and mechanical behavior of NiCrBSi coatings during the plasma spray process. Journal of Materials Processing Technology. 2017;249:471-478. https://doi.org/10.1016/jJmatprotec.2017.06.025
15. Grechneva MV. Brief analysis of the state of plasma surface hardening technologies for steels and alloys in the Russian Federation. In: International Conference on modern researches in science and technology: Conference Proceedings. 31 January 2017, Berlin. Berlin: Scientific public organization "Professional science"; 2017, р. 14-34.
16. Balanovskii AE, Grechneva MV, Vu Van Huy, Zhuravlev DA. New plasma carburizing method. In: Earth and Environmental Science: IOP Conference Series. 2017;87:092003. Available from: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/87/9/092003/pdf [Accessed 25th September 2019]. https://doi.org/10.1088/1755-1315/87/9/092003
17. Balanovskii AE, Vu V. Plasma surface carburizing with graphite paste. Letters on Materials. 2017;7(2):175-179. https://doi.org/10.22226/2410-3535-2017-2-175-179
18. Balanovskii AE, Van Huy V. Estimation of wear resistance of plasma-carburized steel surface in conditions of abrasive wear. Journal of Friction and Wear. 2018;39(4):311 -318. https://doi.org/10.3103/ S1068366618040025
19. Chang Long Li, Han Xue Zhao, Masanobu Matsu-mura. Corrosion properties of materials coated with Cr2O3/NiCr and with Cr2O3+NiCr functionally gradient materials. Materials and Corrosion. 2000;51:502-510. https://doi.org/10.1002/1521-4176(200007)51:7< 502::AID-MAC0502>3.0.C0;2-3
20. Ahmadkhaniha D., Mahboubi F. Effects of plasma
nitriding on properties of electroless Ni-B coating. Surface Engineering. 2012;28:195-198. https://doi.org/10.1179/1743294411Y.0000000058
21. Ghasemi A, Pouranvari M. Intermetallic phase formation during brazing of a nickel alloy using a Ni-Cr-Si-Fe-B quinary filler alloy. Science and Technology of Welding and Joining. 2018;23:342-351. https://doi.org/ 10.1080/13621718.2018.1553280
22. Yong-xin Zhou, Jie Zhang, Zhi-guo Xing, Hai-dou Wang, Zhen-lin Lv. Microstructure and properties of
NiCrBSi coating by plasma cladding on gray cast iron. Surface and Coatings Technology. 2019;361:270-279. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.12.055 23. Liang-Yu Chen, Haiyang Wang, Cuihua Zhao, Sheng Lu, Ze-Xin Wang, Jin Sha. Automatic remelting and enhanced mechanical performance of a plasma sprayed NiCrBSi coating. Surface and Coatings Technology. 2019;369:31-43. https://doi.org/10.1016/ j.surfcoat.2019.04.052
Критерии авторства
Нгуен Ван Чьеу получил и оформил научные результаты и несет ответственность за плагиат.
Authorship criteria
Nguyen Van Trieu has obtained and formalized the scientific results and bears the responsibility for plagiarism.
Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ
Нгуен Ван Чьеу,
аспирант,
Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия; е-mail: [email protected]
Конфликт интересов
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interests
The author declares that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
The final manuscript has been read and approved by the author.
INFORMATION ABOUT THE AUTHOR
Nguyen Van Trieu,
Postgraduate Student,
Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk 664074, Russia; e-mail: [email protected]
